[发明专利]电力杆塔复合结构及其制备方法

说明书

本发明提供了一种电力杆塔复合结构，属于杆塔技术领域。一种电力杆塔复合结构，包括柔性石墨布层和树脂基体材料层，所述柔性石墨布层由柔性石墨布预浸环氧乙烯基树脂形成，所述柔性石墨布层的两端设置绝缘泡沫段，所述树脂基体材料层由环氧树脂、聚氨酯树脂、增强材料、填料和固化剂制成，所述树脂基体材料层包括设置在所述柔性石墨布层内侧的第一树脂基体材料层，以及设置在所述柔性石墨布层外侧的第二树脂基体材料层。本发明一种电力杆塔复合结构，用于克服复合材料刚度不足，导致杆塔位移较大的问题。

技术领域

本发明属于杆塔技术领域，具体涉及一种电力杆塔复合结构及其制备方法。

背景技术

对于整个输电线路而言，杆塔结构是其中非常重要的构成部分，是保障输电线路可靠稳定运行的基础，在杆塔结构的作用下，可以保证输电线路与地面之间保持安全距离。鉴于杆塔在输电线路中扮演的重要角色，其合理设计显得尤为重要。

纤维增强树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、良好的耐腐蚀性、优异的可设计性以及可整体成型等特点，目前已作为结构材料被逐渐应用到电力领域。复合材料电力杆塔一般以环氧树脂、聚氨酯树脂等为基体，以玻璃纤维、碳纤维等为增强材料，通过缠绕成型工艺或拉挤成型工艺制成，主要有以下优点：第一，相比于木质杆、钢管杆、铁塔等，复合材料杆塔的重量大大减小，显著降低了运输成本，提高了安装速度；第二，复合材料杆塔耐酸、碱、盐腐蚀性能良好，可有效抵御海水浸泡、盐碱环境、重污染和酸性大气等恶劣环境；第三，复合材料的电绝缘性能优异，可有效规避雷击风险，还可设计减少线路廊宽度，提高土地资源利用率；此外，复合材料杆塔可以减少矿产资源的使用，有助于环境保护。总之，复合材料电力杆塔综合性能良好，具有十分广阔的应用前景，进一步开发低成本、高性能的复合材料电力杆塔已成为未来的发展趋势。

例如，公开号为CN101929262A 的专利文献提供了一种用复合材料电力线路杆塔，制作杆塔所采用的材料由聚氨酯及其改性材料、玻璃纤维及助剂组成，复合材料名称及重量百分比为：聚氨酯树脂20～40％，玻璃纤维56～78％，助剂2～4％，聚氨酯基体耐老化性能突出，使用周期更长，抗应力开裂性能优良，螺丝拔出强度高，与增强纤维界面粘结强，另外，聚氨酯吸水率很小，增加材料绝缘安全性。又如，公开号为CN107740629A的专利文献提供了一种碳纤维拉挤板增强输电线路用复合材料杆塔及其制备方法。该碳纤维拉挤板增强输电线路用复合材料杆塔包括由玻璃纤维螺旋缠绕形成的杆塔本体，杆塔本体为中空结构，杆塔本体的外表面包覆有碳纤维拉挤板粘接形成的碳纤维拉挤板拼接层，碳纤维拉挤板拼接层的表面包覆有玻璃纤维螺旋缠绕形成的玻璃纤维层；其中，碳纤维拉挤板在杆塔本体的外表面首尾粘接形成碳纤维拉挤板增强环，碳纤维拉挤板增强环在杆塔本体的外表面沿轴向平行排布至铺满杆塔本体的外表面，形成碳纤维拉挤板拼接层。该碳纤维拉挤板增强输电线路用复合材料杆塔，具有优异的纵向弯曲强度、压缩强度和剪切强度。上述复合材料杆塔显示比采用常规杆塔性能更突出，但是目前单纯采用纤维增强复合材料的杆塔刚度不足，有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种电力杆塔复合结构，以克服复合材料刚度不足，导致杆塔位移较大的问题。

本发明的另一个目的是提供一种电力杆塔复合结构的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种电力杆塔复合结构，包括柔性石墨布层和树脂基体材料层，所述柔性石墨布层由柔性石墨布预浸环氧乙烯基树脂形成，所述柔性石墨布层的两端设置绝缘泡沫段，所述树脂基体材料层由环氧树脂、聚氨酯树脂、增强材料、填料和固化剂制成，所述树脂基体材料层包括设置在所述柔性石墨布层内侧的第一树脂基体材料层，以及设置在所述柔性石墨布层外侧的第二树脂基体材料层。

优选地，所述柔性石墨布层的厚度为0.3-2mm，所述绝缘泡沫段的长度为10-20cm。

优选地，所述增强材料为无碱玻璃纤维和碳纤维中的一种或两种。